Диссертация (1143486), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Поэтому для качественной оценки эффекта ионизации, с неплохой точностью, можно считать, что вклад в экранировку заряда ядра электроном, мал.Действительно зарядовый состав остова будет определён с точностью ≈ +−1,что даст небольшую погрешность, если будем выбирать состояния электроновв поле ядра с зарядом . В итоге конечная волновая функция ионизованныхэлектронов будет22112Ψp () = √ − 2 − 2 (p1 (r1 , )p2 (r2 , ) + p1 (r2 , )p2 (r1 , )) .
(6.65)2В общем случае при ионизации происходит интерференция амплитуд 1 и p[208]. Можно увидеть, что интерференционный член в вероятности ионизации∼ Γ1/2 , так как p ∼ Γ1/2 . Действительно, если оценить амплитудные значенияинтерференционного члена, то получится, что этот член пропорционален∑︁p ∼∑︁′∫︁Γ/2| < 2| |1 > |1,2p∼∑︁′∼ − 1,2 + (Γ/2)2| < 2| |1 > | ∼ Γ1/2 .(6.66)Пределы в интеграле в выражении (6.66) выбраны оценочные, т.к. основнойвклад в спектр даёт облать энергии при ≈ 1,2 с разбросом по спектру в Γ.∑︀Действительно, выражение p |p |2 с такой оценкой, в отличие от (6.66) ужебудет конечно∑︁p2|p | ∼∑︁′2| < 2| |1 > |∫︁Γ/2∼221,2 ( − 1,2 ) + (Γ/2)∑︁1′∼| < 2| |1 > |2 ∼ 1.Γ(6.67)281Известно, что Γ << 1 поэтому интерференционный член можно не учитывать.В итоге получим∫︁12 =)︃(︃2 −Γ03 1 3 2 |p,0 |2 = 2+ 1 (1 − −Γ0 ) 1 −∑︁|, |2 , (6.68)∑︀где - суммирование по всем состояниям дискретного спектра, 2 /2 = 2 /4,а формфактор∫︁, = 3 ⟨p | −qr | ⟩.(6.69)∑︀Можно увидеть, что |, |2 << 1 для >> 1, поэтому этот член в (6.68)не будем учитывать.
В итоге вероятность полной ионизации будет2 −Γ012 = 2+ 1 (1 − −Γ0 ).(6.70)На рисунке 6.4-а представлен график (6.70). Кроме того, можно аналогич-Рис. 6.4. Зависимость вероятности полной ионизации мишени при Оже распаде как функцииот безразмерного времени Γ0 при различных значениях переданного импульса (рисунок слева а). Зависимость относительного сечения /0 от безразмерного времени Γ0 для трёх значений1 = / = 1/5, 2 = / = 1, 3 = / = 5 и скорости иона / = 0, 9 (рисунок справа - б)но релаксации рассмотренной выше расчитать сечение полной ионизации пристолкновении мишени с релятивистским ионом, в итоге получим(︂ )︂212 = 81.1886−Γ0 + 1 (1 − −Γ0 ).(6.71)Также представим график зависимости сечения (6.71), нормированного к сече(︀ )︀2нию ионизации при 0 = 0 т.е.
0 = 8 1.1886, от Γ0 на рисунке 6.4-б. Из282рисунка 6.4-б можно увидеть, что сечение полнои ионизации сильно зависит отΓ0 и может меняться в несколько раз.Результаты рассмотренные в шестой главе опубликованы в статьях [A14,A16, A21].283ЗаключениеВ заключении кратко сформулируем основные результаты, полученные вдиссертации:1.
Развита теория по расчётам сечений многократной ионизации (степеньионизации от 1 до 4) при столкновениях быстрых тяжелых высокозарядных структурных ионов с многоатомными системами, с учетом всевозможных возбуждений и ионизации, как снаряда, так и мишени. Показано, чтоэффект кратности столкновений приводит к значительному увеличениюобдирки ионного пучка, что можно использовать в ускорительных комплексах.2. Развита непертурбативная теория для расчетов потерь энергии на сложных атомах.
Показано, что учет введённых непертурбативных оболочечных поправок приводит к заметному улучшению согласия с экспериментом по сравнению с расчетами по формуле Бете-Блоха со стандартнымипоправками. Показано, что теория Бете-Блоха появляется в частном случае нашей теории. Также установлено, что непертурбативная оболочечнаяпоправка может давать вклад до 50% к теории Бете-Блоха. Развит методрасчёта выхода кластеров при ионном распылении твёрдого тела.3. Развита непертурбативная теория расчетов флуктуации потерь энергии насложных атомах. Введена поправка к известной теории Титейка по расчёту флуктуаций потерь энергии. Показано, что теория Титейка являетсячастным случаем нашего подхода.
На основе анализа полученных выражений показано, что вклад нашей поправки к теории Титейка может бытьв несколько раз больше (до нескольких десятков раз) результатов рассчитываемых по формуле Титейка, что подтверждено экспериментами. Такжепроведены расчёты флуктуации потерь энергии с учётом размеров иона,284установлено, что размер иона может давать существенный вклад к теории,где размер иона не учитывается, что также подтверждает эксперимент.4. На основе модельных методов развиты теории для расчёта поляризационной поправки, потерь энергии и флуктуации потерь энергии при столкновении структурного иона любой зарядности с атомами вещества прискоростях иона близкими к атомным ∼ 1.
Показано, что при >> 1полученные выражения переходят в известные ранее теории.5. На основе непертурбативных подходах развита теория по расчёту спектровпереизлучения ультракоротких импульсов электромагнитного поля многоатомными регулярными структурами, а также структурами совершающими тепловые колебания атомов. Кроме того, получены простые аналитические выражения по расчёту спектров переизлучения многоэлектроннымиатомами.
Показано, что учет квантованных электромагнитных полей приводит с интенсивной генерации квантово-запутанных фотонов.6. Развита теория по расчёту спектров переизлучения ультракороткихимпульсов электромагнитного поля на динамических мишенях, такихкак сталкивающийся атом водорода с протоном, релаксирующий атом,оже-переходы. Развитый подход распространён на столкновения ионов сдинамическими мишенями, где рассчитываются сечения ионизации.Все результаты в диссертационной работе получены при использованиинепертурбативных методов в физике. Этими методами изучены неупругиепроцессы при взаимодействии полей тяжёлых ионов и импульсов электромагнитного поля с атомными системами.
В рамках диссертационной работы получены и исследованы новые и существенные поправки к известным вфизике торможения формулам Бете-Блоха и Титейка. Также установлен иисследован новый эффект - эффект кратности столкновения, приводящийк существенной обдирке структурных ионов, что может быть использованов ускорительных комплексах. Кроме того, развита теория взаимодействияультракоротких импульсов электромагнитного поля с многоатомными идинамическими системами.285БлагодарностиАвтор пользуется возможностью выразить искреннюю благодарностьпрофессору В.И. Матвееву за многочисленные плодотворные дискуссии иконсультации, профессору М.В.
Федорову за предоставление возможности многократно выступать на семинарах теоретического сектора отдела мощных лазеров Института общей физики РАН имени А. М. Прохорова, а также чл.-кор. И.Н. Мешкову за обсуждение и интерес проявленный к работе по эффекту кратности столкновений и док. физ.-мат.наук М.К. Есееву за предоставленную помощь.286Список публикаций по теме диссертацииСтатьи в рецензируемых журналах из списка ВАКA1. Матвеев, В.
И. Потери энергии быстрыми тяжёлыми структурными ионами при кратных столкновениях с двухатомными молекулами / В. И. Матвеев, Е. С. Гусаревич, С. В. Рябченко, Д. Н. Макаров // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2008. — Т. 88, № 4. —С. 268–275.A2. Матвеев, В.
И. Потеря электронов быстрыми тяжёлыми структурнымиионами при столкновениях с двухатомными молекулами / В. И. Матвеев, Е. С. Гусаревич, Д. Н. Макаров, С. В. Рябченко // Вестник Поморскогоуниверситета. Серия «Естественные и точные науки». — 2008. — Т. 3, —С. 64–75.A3. Матвеев, В. И. Эффективное торможение быстрых тяжелых структурныхионов при кратных столкновениях с молекулами и наночастицами / В. И.Матвеев, Е.С. Гусаревич, Д.
Н. Макаров // Журнал экспериментальнойи теоретической физики. — 2009. — Т. 136, № 5, С. 843-852.A4. Матвеев, В. И. К теории потерь энергии быстрыми заряженными частицами / В. И. Матвеев, Д. Н. Макаров, Е.С. Гусаревич // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2010. — Т. 92, № 5. —С. 317–323.A5. Матвеев, В. И.
Процессы обдирки быстрых гелиеподобных ионов прикратных столкновениях с двухатомными молекулами / В. И. Матвеев, Д. Н. Макаров, Х. Ю. Рахимов // Письма в журнал техническойфизики. — 2011. — Т. 37, № 12. — С. 73–79.A6. Matveev, V. I. Electron loss of fast projectiles in collisions with molecules /V.I.Matveev, D.N. Makarov, Kh.Yu.Rakhimov // Physical Review A . — 2011. —Vol. 81, № 1, — P. 012704-012710 .287A7. Матвеев, В.
И. Приближение эйконала в теории потерь энергии быстрымизаряжёнными частицами / В. И. Матвеев, Д. Н. Макаров, Е.С. Гусаревич // Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2011. —Т. 139, № 5, — С. 868–882 .A8. Матвеев, В. И. Непертурбативная оболочечная поправка к формуле БетеБлоха для потерь энергии быстрыми заряженными частицами / В.
И.Матвеев, Д. Н. Макаров // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2011. — Т. 94, № 1. — С. 3–7.A9. Матвеев, В. И. Поправка Блоха в теории потерь энергии быстрыми заряженными частицами / В. И. Матвеев, Д. Н. Макаров // Журналтехнической физики. — 2012. — Т. 82, № 11, — С. 137–139 .A10. Макаров, Д. Н. Флуктуации потерь энергии быстрыми заряженными частицами / Д. Н. Макаров, В. И. Матвеев // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики.
— 2012. — Т. 95, № 3. — С. 131–137.A11. Макаров, Д. Н. Флуктуации потерь энергии при столкновении быстрыхионов конечных размеров с атомами / Д. Н. Макаров, В. И. Матвеев //Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2013. — Т. 143,№ 3, — С.
453–458 .A12. Макаров, Д. Н. Эффекты интерференции при переизлучении ультракоротких импульсов электромагнитного поля многоатомными системами /Д. Н. Макаров, В. И. Матвеев // Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2013. — Т. 144, № 5, — С. 905–913 .A13. Макаров, Д. Н. Спектры переизлучения и эффекты интерференции привзаимодействии ультракоротких импульсов электромагнитного поля с наносистемами / Д.
Н. Макаров, В. И. Матвеев // Оптика и спектроскопия. — 2014. — Т. 116, № 2, — С. 179–189 .A14. Макаров, Д. Н. Ионизация динамических мишеней в поле ультракороткогоимпульса / Д. Н. Макаров, В. И. Матвеев, К. А. Макарова // Письмав журнал технической физики. — 2014. — Т. 40, № 17, — С. 103–110 .A15. Макаров, Д. Н. Переизлучение ультракоротких импульсов электромагнитного поля многоэлектронными атомами / Д. Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
